“智酿云”白酒工业互联网平台建设实践

陈涛，李锦松，王洪禹，张超，车经纬，黄志久

1. 醉清风酒业股份有限公司（泸州 646000）；2. 泸州老窖集团有限责任公司（泸州 646000）

传统白酒酿造方式劳动强度大，生产效率比较低，能源消耗大，并且传统生产车间卫生条件与现代食品生产的环境要求差距较大[1-3]。近年来随着“中国白酒158计划”的实施[4-5]，机械化、自动化酿造进入体系化的研究和试验，但仅停留在设备自动化层面，能耗高、成本高、效率低等诸多问题依然存在，亟须新的科技手段促进白酒产业升级和结构调整。

在智能制造和数字经济蓬勃发展背景的驱动下，工业制造与信息技术（IT）深度融合，推动传统产业加速变革[6]。工业互联网是构建现代工业生态系统、实现先进智能化发展的必由之路[7]。白酒制造业与互联网融合创新是未来发展的主流方向，也是必然趋势。

醉清风酒业股份有限公司（简称“醉清风酒业”）联合泸州老窖集团有限责任公司（简称“泸州老窖集团”）共同研究，率先提出并建成企业级“智酿云”白酒工业互联网平台1.0版，旨在探索白酒酿造过程与工业互联网平台相结合的智能酿造工厂，实现白酒酿造数字化、网络化、智能化的探索与应用。

1 工业互联网与白酒酿造

1.1 工业互联网的发展

工业互联网是物联网（IIOT），其概念最早在美国提出，这一概念是与产业融合产生的新业态。2011年，美国通用电气公司[8]（GE）发布第一个“工业互联网”。2012年，美国正式宣布其工业互联网战略。2013年6月，GE推广工业互联网的概念。

工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，是中国制造业智能化转型的有力抓手，是数字经济、智能制造等国家战略的着力点，是提高生产效率、优化资源配置、创新生态模式等的有效途径。2017年11月27日，国务院印发《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》（简称《指导意见》），明确国内工业互联网分三个阶段的发展目标及对应的主要任务和支持措施，重点提出建设跨行业、跨领域平台，建成一批支撑企业数字化、网络化、智能化转型的企业级平台，完善智能制造生态体系的要求[9]。

我国工业互联网平台发展已从概念普及走向实践深耕阶段，国内领先企业结合自身优势和行业特点，从不同层面和角度搭建一批工业互联网平台实践案例，案例具有丰富多样性，例如海尔COSMO平台、徐工汉云、三一重工树根云、航天云网INDICS、阿里巴巴supE、浪潮云In-cloud等。国内较有影响力的工业互联网平台有50余家，发展较为迅速，形成一定的规模和体系，但核心能力与国外先进水平还有较大差距[10]。

1.2 工业互联网在白酒行业的探索

白酒行业历史悠久，属于传统的劳动密集型产业。面对高质量发展和供给侧结构性改革的要求，白酒行业主动拥抱工业互联网。白酒行业因自动化、智能化生产起步晚、进程慢，拥抱工业互联网的速度也较慢。国内仅有个别酒企对互联网与酿酒的融合应用做了部分研究与探索。

2014年，内蒙古灵奕高科技有限责任公司张越等[11]对移动互联网的啤酒酿造企业经营管理云服务平台进行开发设计，可以认为是一个早期工业互联网的雏形。

2020年7月，首个国家工业互联网标识解析白酒行业节点在泸州启动。该节点部署在华为四川大数据中心泸州政企云，由川酒“六朵金花”之一的郎酒承建[12]。

梳理文献资料发现白酒行业的工业互联网研究和探索较少。醉清风酒业经过多年的研究和储备，在新建设的小曲清香智能化工厂中成功应用“智酿云”白酒工业互联网平台1.0版。“智酿云”平台是通过开放的工业级网络平台把酿酒设备、生产线、工厂、供应链、产品和消费者紧密地连接和融合起来，高效配置白酒全产业链上的各种要素资源，从而通过自动化、智能化的生产方式降低成本、增加效率，帮助酒企延长产业链，推动酒企转型发展。智酿云必将促进资源配置高效化、生产方式智能化、组织管理灵活化。“智酿云”1.0版主要面向企业内部生产制造和管理，属于企业级平台。

2 “智酿云”白酒工业互联网平台设计

2.1 平台架构

在借鉴学术界、产业领域和工业互联网产业联盟（AII）等对工业互联网平台参考架构、功能和价值研究成果的基础上，结合白酒行业实际需求和装备智能化、管理信息化等基础条件，醉清风酒业率先提出并建成“智酿云”白酒工业互联网平台，其平台架构如图1所示。

图1 “智酿云”白酒工业互联网平台架构

“智酿云”白酒工业互联网平台整体架构由5层组成，从底层向上依次为边缘层（硬件层）、网络层（IaaS）、平台层（PaaS）、应用层（SaaS）、生态层（产业层）。

边缘层是基础，对酿酒工艺设备中仪器仪表、传感器进行连接和管理，并利用协议转换实现各类型数据的互联互通和集成。

网络层是纽带，以5G网络和光纤为媒介，运用数据预处理技术，提高传输速率、降低传输负载和云端计算压力。

平台层是核心，借助通用PaaS平台的资源部署和管理，通过对海量工业数据管理和分析，积累沉淀酿酒行业内技术、知识、经验，实现封装、固化和复用，以工业微服务和微组件的形式提供给开发者，用于快速构建定制化工业App，打造开放的工业操作系统。

应用层是关键，重构应用创新体系，打造开放创新生态，实现价值的挖掘和提升。

生态层是灵魂，以CRM和SCM为纽带跨界融合，客户和商家界限越来越模糊，各方资源汇聚，社会化协调生产，实现共创共享。

2.2 网络传输及数据交互规范

在数字化酿造产线中将5G、物联网作为新一代的感知传输网，将传感层收到的数据高效、可靠地传递至“智酿云”白酒工业互联网平台中进行数据汇聚、分析，将传统酿造与数字化的手段相结合，实现每一次的酿造过程可视化。

智能工厂酿酒装备按照目前先进成熟的自动化控制，无缝地集成现场大量设备和仪表，实现大量复杂回路控制和快速逻辑控制。系统可通PROFINET网络协议无缝集成于平台，自动化系统与后天系统交互数据格式按照OMAC格式交互。

2.3 平台的功能

“智酿云”白酒工业互联网平台的功能包括制造过程数字化、数字赋能、装备和工艺内生动力持续创新三大功能。

2.3.1 制造过程数字化

制造过程数字化是加强信息技术（IT）与制造技术（OT）的集成创新，集成流量、温度、压力、液位、酒精度等各种新型传感器，实现生产进度、现场操作、工艺参数、质量检验、设备状态、物料传送等生产现场数据采集和归类。数据传输层依托5G、NBIoT、工业总线等通信技术及物联网系统等，实现数据汇聚和指令下达，数字化再现生产过程，精准控制工艺和质量，实现数字化集成和可视化管控。

2.3.2 数字赋能

数字赋能是加强智能技术与生物技术的融合创新，融合专业知识和经验建立关键工艺数学模型和计算机仿真系统，实现生产过程的智能分析、控制和优化，实现精益化生产。融合工业大数据、人工智能技术开发蒸粮、糖化、发酵、蒸馏、勾调及能源、安全等微组件、App，集成OA、ERP等系统实现企业级数字化运营，实现供应链优化、人员效率提升、设备运维分析、过程质量改进等，连接SCM、CRM系统，逐步构建行业级白酒工业互联网平台，助推白酒产业实现个性化定制、绿色化生产、服务型制造新模式。

2.3.3 装备和工艺内生动力持续创新

装备和工艺内生动力持续创新是基于智能化工厂运营基础，充分利用数字积累科学模型，用新装备、新技术持续赋能工艺创新、质量提升，加强生产设备和生产工艺的协同创新。研发连续性、集成化酿造装备，以提高生产效率、推动节能降耗、改善作业环境。重点针对白酒酿造过程中蒸煮、发酵、蒸馏等关键工序，研发连续性蒸煮设备，实现连续上料，连续生产和过程质量精确监控；开发智能化发酵装置，集成各种传感器和物联网系统，实现发酵过程及环境温度实时监控；研发自动化储存转运装置，实现酒糟的高效、卫生、精确存储转运。研发柔性化灌装设备及系统，服务小规模、个性化定制。

3 “智酿云”白酒工业互联网平台建设成效探讨

“智酿云”白酒工业互联网平台为核心的小曲清香白酒智能工厂于2020年5月建成投运，经过1年多的运行，总体来说平台运行稳定、各项指标达到设计要求，在工艺优化、质量管控、节能降耗、综合管理等方面均取得较好效果。图2为平台实景图。

图2 平台实景图

3.1 驱动工艺改进

通过酒精度、水分、二氧化碳等在线检测仪器，以及生产车间物联网、环境监测等系统实施，采集白酒酿造工艺各个环节的生产现场数据包括流量、温度、压力、液位等工艺、质量数据，利用这些生产、质量大数据，建立数据资源库，拟合最佳生产工艺参数曲线，实现生产过程的智能分析、决策、控制和优化，提升产品质量可控性。改变依赖传统的口传心授、经验生产的模式，用数字技术提升产品质量，助推白酒行业转型升级，主动拥抱数字经济红利时代。

3.2 质量管控参数化

通过应用新一代制冷技术和环境监测技术，实现酿造环境可知、可控，摆脱传统酿造受环境温湿度的影响，而导致批次质量难以控制。同时，酿造过程数字化，精准管理、控制各工序工艺参数，突破传统的经验指导，科学化管理和决策，数字化生产，产品质量从源头上得到保障。

3.3 节能降耗效果显著

醉清风酒业通过智酿云的应用，实现自动化、数字化生产，改变传统口传心授的生产模式，提高生产效率3倍以上，产品良品率大幅提升。工艺指标总体用水量比传统工艺节约40%，排污量减少50%，实现低污染、少排放的目标，对周边生态环境保护，起到重要作用。

3.4 企业综合竞争力大幅提升

一是管理改善，借助全新的架构设计理念，建成组件化、集中化、服务化、系统化的统一平台，突破传统“竖井式”应用建设模式，资源共享、敏捷管理，提供高质量、可复用、快速响应的平台服务，利用大数据技术、AI技术等技术赋能供应链管理、精准营销、风险防控、决策支持等，不断加强数字服务能力，有效提升管理水平。

二是效率提升，构建上下游信息资源与业务、服务、数据的整合与共享，实现业务信息、咨询决策可视化数据分析和智能展示，有效促进横向与内外协同，提高各生产要素运营效率和质量，提升企业综合竞争力。

三是优链升态，充分应用大数据、区块链、5G等信息技术，打造数字技术底座，推进数字化、网络化、智能化转型升级，无缝连接产业链上下游伙伴，实现信息流、物流、资金流全面共享共用，优化产业链整合集成，升级产业创新发展生态。

4 结语

研究“智酿云”白酒工业互联网平台架构和实际应用效果，在工艺改进、质量控制、节能降耗、综合管理等方面都取得较好的应用效果，是传统的白酒酿造顺应时代和数字经济浪潮的大胆尝试。白酒工业互联网平台是白酒生产、销售创新发展的关键，本质上是白酒工业思维和能力与IT思维和能力的集成、融合和创新，带来全社会制造资源网络化动态配置，推动制造体系由封闭走向开放，促进制造业向数据驱动型创新体系和发展模式转变。

“智酿云”1.0版本存在较多不足，后续继续深化研究，持续迭代升级并推广应用。包括接入罐装车间生产系统，连通原料、包材、物流甚至销售上下游环节，融入工艺知识、经验模型，逐步建立自学习、自组织的智联网平台；以微服务组件或工业App的方式提供给其他类似的白酒企业使用，特别是中小型白酒企业；利用白酒行业的技术、经验及行业影响力，逐步拓展到酱油、食醋等发酵食品、调味品装备行业，实现食品饮料行业的转型升级。